CN112492917A - 一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法 - Google Patents

一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法,包括:先对纳罗克非洲狗尾草种子进行消毒处理,然后对消毒处理后的种子利用二聚丙三醇溶液进行处理,从而促进纳罗克非洲狗尾草种子的萌发。利用本发明提供的方法,随着二聚丙三醇浓度的增大,种子的萌发指标均表现为先升高后降低的趋势,溶液浓度为500mg/L时处理效果最好。

Description

一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法
技术领域
本发明涉及种植技术领域,尤其涉及一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法。
背景技术
纳罗克非洲狗尾草(Setariasphacelata cv.‘Narok’)系禾本科狗尾草属(Setaria)多年生草本植物,是世界热带、亚热带地区优良的牧草兼地被植物,也是我国亚热带及暖温带地区草地建设和水土保持的骨干品种。
纳罗克非洲狗尾草原产热带非洲,上个世纪80年代早期引入云南,在我国南方已经推广应用30余年(罗富成,2015)。科学研究和生产实践均证明:纳罗克非洲狗尾草的确是我国南方亚热带和暖温带地区草地建设、护坡护堤、矿区植被恢复、石漠化治理最优秀的禾草之一,集多种用途于一身。种子已国产化,生产区集中分布在云贵高原。但是,该饲草、地被兼用植物抽穗、开花、种子成熟很不一致,落粒性很强,种子产量低,休眠程度深。在云南大田生产条件下,种子产量一般为45~60kg·hm-2,发芽率在10%左右(罗富成等,2001;钟声,2007)。在国外,其种子产量和质量也不高,印度在最佳施肥条件下不过40.9~52.9kg·hm-2(Dwivediet al,1999);澳大利亚大田种子产量一般为20~150kg·hm-2(钟声,2007);发芽率为13.6%~57.0%,休眠率在28.5%~50.5%之间(Gardeneret al,1993)。据云南省草地动物科学研究院监测,2001~2011年的l0年间,云贵高原生产的纳罗克非洲狗尾草商业种子的发芽率从15%逐年降低,目前生产的部分商品种子发芽率仅在1%~5%之间(赵文青等,2013)。因此,寻找一种萌发促进剂、探明其种子处理方法、提高纳罗克非洲狗尾草种子的发芽率,对草业生产具有重要的实践指导意义。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法。
一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法,包括:先对纳罗克非洲狗尾草种子进行消毒处理,然后对消毒处理后的种子利用二聚丙三醇溶液进行处理,从而促进纳罗克非洲狗尾草种子的萌发。
进一步地,如上所述的方法,所述利用二聚丙三醇溶液进行处理的方法包括:
采用纸上发芽法,先将培养皿洗净晾干,各培养皿底部铺一层滤纸并加入等量的二聚丙三醇溶液使其润湿,所加溶液稍没过滤纸,然后随机将100粒种子摆放在培养皿中,置于人工气候培养箱中进行发芽试验,发芽期为21d,发芽温度控制在25±1℃,12h光照、12h黑暗,3次重复;
发芽前10天,种子呼吸作用逐渐加强,新陈代谢旺盛,会产生一些分泌物,影响种子发芽,为保证种子能够快速发芽,出苗整齐,每天将前一天多余的溶液倒掉再给予定量的培养液,以保持每个处理的种子湿润并处于原溶液的浓度梯度中;第10天后,种子发芽速度减缓,需水量减少,每天定时定量加入二聚丙三醇溶液保持滤纸湿润即可;种子发芽期间每天观察记录种子发芽情况。
进一步地,如上所述的方法,包括:所述纳罗克非洲狗尾草种子经二聚丙三醇溶液处理,种子萌发指标处理的最佳浓度不超过500mg/L。
进一步地,如上所述的方法,包括:所述纳罗克非洲狗尾草种子经二聚丙三醇溶液处理,种子萌发指标处理的最佳浓度为500mg/L。
进一步地,如上所述的方法,包括:所述消毒处理的方式为:用10%的次氯酸钠溶液浸种10min,对种子进行消毒,随后用清水冲洗3次,使用滤纸吸干种子表面水分,备用。
进一步地,如上所述的方法,采用采收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子进行萌发试验。
有益效果:
本发明提供的方法,二聚丙三醇对纳罗克非洲狗尾草种子的萌发有显著的促进作用。随着二聚丙三醇溶液浓度的增大,种子的萌发指标均表现为先升高后降低的趋势,溶液浓度为500mg/L时处理效果最好。
附图说明
图1为不同浓度的二聚丙三醇溶液对采收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子发芽率的影响的柱状图;
其中,同批种子不同浓度下的发芽率之间的字母不同,表示发芽率之间差异显著(P<0.05),其他附图类同;
图2为不同浓度的二聚丙三醇溶液对采收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子发芽势的影响的柱状图;
图3为不同浓度的二聚丙三醇溶液对采收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子发芽指数的影响的柱状图;
图4为不同浓度的二聚丙三醇溶液对采收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子活力指数的影响的柱状图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
二聚丙三醇(diglycerol)是一种具有酯化、醚化等多种反应可能性的有机合成中间体,在纳罗克非洲狗尾草种子中有分布。发明人前期采用美产Clarus 600色谱-质谱联用仪,从纳罗克非洲狗尾草种子中分离、鉴定出32种内源有机化合物,并根据鉴定结果购买二聚丙三醇等峰面积大、相对含量高的6种有机化合物的标准品,按1、10、100、1000、10000mg·L-1的含量配制标准品溶液,以蒸馏水为对照、白菜种子为指示植物,对其进行生物活性鉴定。结果表明:二聚丙三醇对指示植物“白菜”种子的萌发及其生长具有显著的促进作用,其余5种溶液则具有明显的抑制作用(P<0.01)(参见:罗富成.纳罗克非洲狗尾草种子的活力形成及休眠的机理研究[D].昆明:云南农业大学,2015.)。
实验例:
材料和方法
1.1试验材料与萌发促进剂
试验材料为云南农业大学草学基地2018年10月和2019年10月生产的纳罗克非洲狗尾草净种子;萌发促进剂为二聚丙三醇,购自云南科仪化玻有限公司。
1.2试验方法
1.2.1种子的预处理
随机称取一定数量的净种子,并置于500ml的烧杯中,用10%的次氯酸钠溶液浸种10min,对其进行消毒处理,随后用清水冲洗3次,再使用滤纸吸干种子表面水分,待发芽试验备用。
1.2.2种子发芽试验
参考云南省地方标准(参见:云南省技术监督局.DB/5300B20001-91,牧草种子检验规程[S].1991.),采用培养皿纸上发芽法,设置10、50、100、500、1000、5000、10000mg/L 7个二聚丙三醇浓度,以蒸馏水为对照(CK),进行二聚丙三醇溶液培养幼苗发芽试验。首先在洗净晾干的7个培养皿底部各铺1层滤纸,并分别等量加入不同浓度的二聚丙三醇溶液使滤纸充分润湿,然后分别数取100粒种子按一定间隙排放于各培养皿中,并将培养皿置于人工气候箱中进行幼苗培养,3次重复。发芽期为21d,发芽温度控制在(25±1)℃,12h光照、12h黑暗。发芽前10天,种子呼吸作用逐渐加强,新陈代谢旺盛,会产生一些分泌物,影响种子发芽,为保证种子能够快速发芽,出苗整齐,每天将前一天剩余的溶液倒掉,再定量补充新鲜的培养液,以保持每个处理的种子湿润并处于原溶液的浓度梯度中;第10天后,种子发芽速度减缓,需水量减少,每天定时定量加入二聚丙三醇溶液保持滤纸湿润即可;种子发芽期间每天观察记录种子发芽情况。
1.2.3测定项目与方法
以幼根长于种子长度,幼芽长到种子长的一半列为发芽种子。凡是幼芽或幼根残缺、畸形或腐烂的,幼根萎缩的均不算作发芽。每天观察记录各处理的发芽情况,第7d统计种子发芽势,第21d统计种子发芽率。发芽试验结束后,将幼苗置于105℃烘箱中杀青15min,再降至80℃干燥24h,称其干重,并计算种子的发芽指数和活力指数。各项指标的计算公式如下:
发芽率(%)=发芽终期发芽种子数÷供试种子数×100%
发芽势(%)=发芽初期(7d)正常发芽种子数÷供试种子数×100%
发芽指数(GI)=Σ(Gt/Dt)
活力指数(VI)=GI×S
式中:Dt为发芽时间(d);Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数;S为发芽试验结束时正常幼苗的单株干重(g)。
1.3数据处理
对不同处理的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数进行测定或计算。数据整理和作图均利用Excel2010软件完成,采用SPSS 22.0软件进行统计分析,Duncan法比较各处理间的差异。
以下是测试结果与分析:
(1)二聚丙三醇溶液对收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子发芽率的影响
从不同浓度的二聚丙三醇溶液对种子发芽率的影响(附图1)来看,利用二聚丙三醇溶液培养种子,能够显著提高种子的发芽率(P<0.05),但提高的幅度在采收后贮藏的年限间有差异。二聚丙三醇溶液对狗尾草种子的萌发具有低浓度促进、高浓度抑制种子萌发的双重效应。在0~500mg/L浓度范围内,种子的发芽率随浓度的增大而提高,500mg/L时发芽率达到最大值:收后1年的种子的发芽率为71%,是对照(CK)的1.62倍(P<0.05);收后2年的种子的发芽率为39.67%,是对照1.78倍(P<0.05)。在500~10000mg/L浓度范围内,种子的发芽率则随浓度的增大而下降,10000mg/L时发芽率降至最低:收后1年的种子较对照降低了4.51%(P>0.05);收后2年的种子较对照降低了26.87%,萌发抑制作用明显(P<0.05)。
(2)不同浓度的二聚丙三醇溶液对采后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子发芽势的影响
附图2显示:与种子发芽率的变化趋势相似,随着二聚丙三醇浓度的增大,种子的发芽势整体呈现先升高后下降的趋势。收后1年和2年的种子,发芽势的最大值均出现在500mg/L,分别为41.00%和21.33%,分别是各自对照(CK)1.78倍和1.56倍(P<0.05)。当浓度升至10000mg/L时,前者发芽势较对照降低了1.43%(P>0.05);后者的发芽势较对照降低了31.75%,萌发抑制作用非常明显(P<0.05)
(3)不同浓度的二聚丙三醇溶液对采后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子发芽指数的影响
从附图3可以看出,二聚丙三醇对收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子发芽指数的影响相同,均随着二聚丙三醇浓度的增大表现为先升高后降低的趋势,最大值均出现在500mg/L,分别达到10.0208和5.7490,分别是各自对照的1.65倍和1.71倍(P<0.05)。
(4)不同浓度的二聚丙三醇溶液对收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子活力指数的影响
附图4显示:无论是收后1年还是2年的纳罗克非洲狗尾草种子,其活力指数也均随着二聚丙三醇溶液浓度的增大呈现先升高后降低的趋势,其最大值也均出现在500mg/L,前者的活力指数为0.1352,是对照(CK)的2.03倍(P<0.05);后者的活力指数为0.0914,是对照的2.51倍(P<0.05)。
以下是测试的结论:
发芽率是衡量种子质量好坏的重要指标,它反映了种子发芽的多少;发芽势是反映种子质量优劣的主要指标之一,体现了种子发芽的快慢和整齐度;发芽指数反映种子在整个发芽期的综合活力;活力指数既能反映种子发芽率、发芽速度,又能够反映幼苗的生长势及生长活力。研究表明,经10~10000mg/L的二聚丙三醇溶液培养,采后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均有明显的变化,且随着二聚丙三醇浓度的增大表现出先升高后降低的趋势,反应出“低浓度促进、高浓度抑制种子萌发”的现象。但这种效果在种子采收后的贮藏年限间稍有差异,这与收后不同贮藏年份的种子活力水平有关。
种子的各项萌发指标均在500mg/L时达到最大值,不仅显著高于对照,而且与前后邻近的浓度间也有显著差异(P<0.05):收后1年的种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别达到71%、41%、10.0208和0.1352,分别是各自对照的1.62、1.78、1.65和2.03倍;收后2年的种子相应的各项指标分别达到39.67%、21.33%、5.7490和0.0914,分别是各自对照的1.78、1.56、1.71和2.51倍。
综上所述,采用低浓度(≤500mg/L)的二聚丙三醇溶液培养纳罗克非洲狗尾草种子,对种子萌发具有促进作用。其中,500mg/L的浓度处理,促进种子萌发的效果最好。该研究成果为提高纳罗克非洲狗尾草种子的田间萌发率和保证播种质量提供了技术支撑。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种促进纳罗克非洲狗尾草种子萌发的方法,其特征在于,包括:先对纳罗克非洲狗尾草种子进行消毒处理,然后对消毒处理后的种子利用二聚丙三醇溶液进行处理,从而促进纳罗克非洲狗尾草种子的萌发。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用二聚丙三醇溶液进行处理的方法包括:
采用纸上发芽法,先将培养皿洗净晾干,各培养皿底部铺一层滤纸并加入等量二聚丙三醇溶液使其润湿,所加溶液稍没过滤纸,然后随机将100粒种子摆放在培养皿中,置于人工气候培养箱中进行发芽试验,发芽期为21d,发芽温度控制在25±1℃,12h光照、12h黑暗,3次重复;
发芽前10天,每天将培养皿中前一天多余的溶液倒掉再给予定量的培养液;第10天后,每天定时定量加入二聚丙三醇溶液保持滤纸湿润即可。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,包括:所述纳罗克非洲狗尾草种子经二聚丙三醇溶液处理,种子萌发指标处理的浓度不超过500mg/L。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,包括:所述纳罗克非洲狗尾草种子经二聚丙三醇溶液处理,种子萌发指标处理的最佳浓度为500mg/L。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括:所述消毒处理的方式为:用10%的次氯酸钠溶液浸种10min,对种子进行消毒,随后用清水冲洗3次,使用滤纸吸干种子表面水分,备用。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用采收后1年和2年的纳罗克非洲狗尾草种子进行萌发试验。
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